DebiChem 3D Visualization packages

Adun est un simulateur bio-moléculaire qui inclut aussi une gestion des données et des capacités d'analyse. Il a été développé au « Computational Biophysics and Biochemistry Laboratory », qui fait partie de l'unité de recherche sur l'informatique biomédicale de l'UPF.

Ce paquet fournit UL, le frontal graphique d'Adun.

Avogadro est un système de modélisation et d'imagerie moléculaire visant les molécules et les biomolécules. Il permet de visualiser des propriétés comme les orbites moléculaires ou les potentiels électrostatiques et dispose d'un constructeur de molécules intuitif.

Fonctions disponibles :

 — modeleur moléculaire avec optimisation géométrique basée sur les champs
   de force automatique ;
 — mécanique moléculaire incluant des recherches de contraintes et de
    conformation ;
 — visualisation des orbites moléculaires et d'isosurfaces générales ;
 — visualisation de vibrations et graphique du spectre de vibration ;
 — gestion des cellules cristallographiques ;
 — création d'entrée pour des paquets chimiques Gaussian, GAMESS and
    MOLPRO ;
 — architecture de greffon flexible et script Python.

Les formats de fichiers qu'Avogadro peut lire incluent PDB, XYZ, CML, CIF, Molden ainsi que les sorties Gaussian, GAMESS and MOLPRO.

BALLView propose une visualisation rapide des structures moléculaires, des méthodes de mécanique moléculaire (minimisation, simulation dynamique moléculaire utilisant les champs de force « Assisted Model Building with Energy Refinement » et « Chemistry at HARvard Macromolecular Mechanics ») à l'aide de la technologie OpenGL, un calcul et une visualisation des propriétés électrostatiques (méthode « Finite Difference Poisson-Boltzmann ») et des fonctionnalités d'édition moléculaire.

BALLView peut être considéré comme une interface graphique utilisateur basée sur BALL (« Biochemical Algorithms Library »), en se concentrant sur les demandes les plus courantes de la chimie des protéines et des biophysiciens en particulier. Il est développé par les groupes de Hans-Peter Lenhof (Université de Saarland, Sarrebruck, Allemagne) et d'Oliver Kohlbacher (Université de Tübingen, Allemagne). BALL est un framework applicatif écrit en C++ qui a été spécifiquement conçu pour le développement rapide de logiciels pour la modélisation moléculaire et le calcul de la biologie moléculaire. Il propose de nombreuses structures de données ainsi que des cours de mécanique moléculaire, des méthodes avancées de résolution, la comparaison et l'analyse de structures de protéines, l'import/export de fichiers et la visualisation.

Il s'agit d'une bibliothèque Python fournissant des analyseurs pour les fichiers journaux de chimie computationnelle. Elle fournit également une plate-forme pour implémenter les algorithmes indépendamment du paquet.

Ce paquet fournit les scripts d'aide pour les utilisateurs finaux.

Les fichiers de tests unitaires et de données gérés par cclib sont distribués séparément dans le paquet non libre cclib-data.

À partir d'une description basique de la structure cristallographique, incluant les paramètres de la maille élémentaire, le groupe d'espace, les positions atomiques, les paramètres thermiques ou une carte de densité électronique (Fourier map), DRAWxtl produit un objet géométrique qui contient les polyèdres, les plans, les cones de doublets non liants, les sphères ou ellipsoides, les liaisons, les contours de l'isosurface de Fourier et la limite de la maille élémentaire.

Quatre types de dessins sont produits :

• une fenêtre OpenGL pour un aperçu immédiat ;

• un « Persistence of Vision Ray Tracer » (POV-RAY) pour des dessins de haute qualité destinés à des publications ;

• le « Virtual Reality modeling Language » (VRML) pour la publication sur Internet ;

• un rendu Postscript de la fenêtre OpenGL pour ceux qui souhaiteraient un dessin de haute qualité mais qui n'ont pas POV-RAY installé.

DRAWxtl peut lire les formats CIF, FDAT, Fullprof (pcr), GSAS, SCHAKAL, SHELX, DISCUS et WIEN2k.

Gabedit est une interface utilisateur graphique pour les paquets de chimie computationnelle tels que :

 – MPQC
 – GAMESS-US
 – Gaussian
 – Molcas
 – Molpro
 – Q-Chem

Ces paquets logiciels Ab Initio peuvent être lancés localement ou sur un serveur distant (prenant en charge FTP, RSH et SSH). Gabedit peut afficher différents résultats de calcul comprenant la plupart des formats majeurs de fichier de molécule. Le perfectionné « Molecule Builder » permet d'esquisser rapidement des molécules et de les examiner en 3D. Les graphiques peuvent de plus être exportés vers divers formats, y compris ceux animés.

slurm-wlm-torque et gridengine-client sont des gestionnaires de charge de travail qui fournissent des enveloppes pour les commandes. Gabedit permet aussi d’être configuré pour utiliser un autre gestionnaire.

GAMGI (« General Atomistic Modelling Graphic Interface ») propose une interface graphique pour construire, visualiser et analyser les structures des atomes. Le programme est destiné à la communauté scientifique et propose une interface graphique pour étudier les structures des atomes et préparer les images pour les présentations, et pour enseigner la structure de l'atome.

Garlic a été écrit pour l'analyse des protéines membranaires. Il permet aussi de visualiser les autres protéines, ainsi que d'autres objets géométriques. Cette version de Garlic reconnaît le format PDB version 2.1. Garlic peut aussi être utilisé pour analyser des séquences protéiques.

Il dépend uniquement des bibliothèque  X, aucune autre bibliothèque n'est nécessaire.

Parmi ses fonctions :

 – la position et l'épaisseur de la tranche sont visibles dans une petite
   fenêtre ;
 – les liaisons atomiques et les atomes sont traités comme des objets
   indépendants pour l'affichage ;
 – la couleur des atomes et des liaisons dépend de leur position. Cinq
   modes sont disponibles (comme pour la tranche) ;
 – il est capable de représenter des images stéréographiques ;
 – il est capable de représenter d'autres objets géométriques, comme une
   membrane ;
 – l'information sur un atome est disponible en déplaçant le pointeur de
   la souris au-dessus. Pas besoin de clic, il suffit de déplacer le
    pointeur au-dessus ;
 – il est capable de charger plus d'une structure ;
 – il est capable de représenter les diagrammes de Ramachandran, les roues
   hélicoïdales, les diagrammes de Venn, les profils d'hydrophobicité et
   les moments hydrophobes ;
 – l'invite de commande est disponible au bas de la fenêtre principale.
   Un message d'erreur et une ligne de commande peuvent être affichés.

GaussSum analyse les fichiers de sortie de calculs scientifiques avec ADF, GAMESS, GAMESS-UK, Gaussian, Jaguar et PC GAMESS pour en extraire des informations utiles.

GaussSum utilise GNUPlot pour afficher l’avancement des optimisations géométriques, la densité des spectres d’états, les spectres ultraviolet-visibles (UV-VIS), les spectres infra-rouges, les spectres Raman et les cartes de différences de densité électronique. Il peut aussi afficher, entre autres, toutes les lignes contenant une phrase arbitraire.

Il s’agit d’un programme basé sur GTK+ pour l’affichage et la manipulation de molécules isolées, de systèmes périodiques et de formes cristallines. Il est en développement, mais néanmoins à peu près fonctionnel. Il possède les caractéristiques suivantes :

 — prise en charge de plusieurs types de fichier (CIF, BIOSYM, XYZ, XTL,
   MARVIN et GULP) ;
 — création de molécule simple et outil de manipulation ;
 — dialogue pour la création de configurations de départ pour la simulation
   de dynamique moléculaire ;
 — outils complémentaires pour la visualisation (information de géométrie,
   mise en évidence de région, etc) ;
 — animation de fichiers BIOSYM (ainsi que d’autres animations de rendu,
   voir ci-dessous).

GDIS permet aussi de réaliser les fonctions suivantes à l’aide d’autres paquets :

 — rendu de modèle (grâce à POVRay) ;
 — minimisation d’énergie (grâce à GULP) ;
 — calcul de morphologie (grâce à cdd) ;
 — traitement de groupe d’espace (grâce à SgInfo) ;
 — visualisation de la table périodique des éléments (grâce à GPeriodic) ;
 — chargement de types de fichier supplémentaires, tel PDB (grâce à Babel).

Le programme gpdc est un programme graphique de visualisation de données issues de simulations de dynamique moléculaire. Il gère en entrée le format standard xyz ainsi que d'autres formats et en sortie les formats de fichiers graphiques JPG et PNG.

Jmol est un visualisateur Java moléculaire pour des structures chimiques en trois dimensions. Ses fonctions comprennent la lecture d’une variété de types de fichiers et de sorties de programmes de chimie quantique, l’animation de fichiers de multi-trames et les modes normaux calculés à partir de programmes quantiques. Il englobe des fonctions pour les produits chimiques, les cristaux, les matériaux et les biomolécules. Jmol peut être utile pour des étudiants, des enseignants ou des chercheurs en chimie et biochimie.

Les formats lus par Jmol comprennent PDB, XYZ, CIF, CML, MDL Molfile, Gaussian, GAMESS, MOPAC, ABINIT, ACES-II, Dalton et VASP.

Kalzium est une application de chimie comprenant une table périodique des éléments, une référence chimique, un résolveur d'équations chimiques et un visionneur de molécules en 3D.

Ce paquet fait partie du module éducatif de KDE.

QuteMol est un système de visualisation moléculaire interactif et de haute qualité. Il exploite les capacités des GPU actuels grâce aux shaders OpenGL pour proposer un ensemble d'effets visuels innovants. Les techniques de visualisation de QuteMole sont destinées à améliorer la clarté et la compréhension de la forme en 3D et de la structure de grandes molécules ou de protéines complexes.

QuteMol utilise des techniques évoluées d'OpenGL et pourrait ne pas fonctionner correctement avec toutes les cartes graphiques et tous les pilotes.

Les fonctionnalités proposées par QuteMol incluent :

 − occlusion ambiante en temps réel ;
 − amélioration de la silhouette prenant en compte la profondeur ;
 − modes de visualisation en boule et bâton, remplissage de l'espace et
    « liquorice » ;
 − création automatique de gifs animés de molécules en rotation pour les
    animations de pages web ;
 − rendu interactif de macromolécules (plus de 100 atomes).

QuteMol lit les fichiers PDB en entrée.

RasMol est un programme graphique moléculaire destiné à la visualisation de protéines, d'acides nucléiques et de petites molécules. Le programme est destiné à l'affichage, l'apprentissage et la génération d'images de la qualité des publications.

Le programme lit un fichier de coordonnées de molécule et l'affiche interactivement à l'écran avec diverses couleurs et représentations. Les molécules chargées peuvent être montrées comme des structures filaires, des liaisons cylindriques (drieding), des sphères remplissant l'espace (CPK), des rubans macromoléculaires, des boules avec des liaisons, des rubans de biomoléculaires solides et en brins, des étiquettes d'atomes et des surfaces de points.

Sont actuellement pris en charge les formats Brookhaven Protein Databank (PDB), Tripos' Alchemy et Sybyl Mol2, les formats de fichiers Molecular Design Limited's (MDL) Mol, le format Minnesota Supercomputer Center's (MSC) XMol XYZ et les formats de fichiers CHARMm, CIF et mmCIF.

Ce paquet installe deux versions de RasMol : rasmol-gtk possède une interface moderne en GTK et rasmol-classic est la version avec l'ancienne interface graphique Xlib.

Raster3D est un ensemble d'outils pour la génération d'images matricielles de protéines ou d'autres molécules. Le logiciel principal rend les sphères, les triangles, les cylindres, les surfaces quadriques avec la surbrillance spéculaire, l'ombrage de Phong et l'ombrage. Il utilise l'algorithme efficace du logiciel Z-buffer, qui est indépendant de la carte graphique. Les logiciels annexes traitent les coordonnées atomiques des fichiers Protein Data Bank (PDB) dans les descriptions de rendu pour les images composées de rubans, les atomes remplissant l'espace, les liaisons, "ball+stick", etc. Raster3D peut aussi être utilisé pour rendre des images composées dans d'autres logiciels tels que Molscript en 3D avec des surbrillances et des ombrages, etc. La sortie est en fichiers d'images avec 24 bits d'information de couleur par pixel.

ShelXle combine un éditeur avec le surlignage syntaxique pour des fichiers de type SHELXL .ins (entrée) et .res (sortie) avec un affichage graphique interactif pour visualiser une structure en trois dimensions comprenant des cartes de densité d'électrons (Fo) et de densité différentielle (Fo-Fc).

http://dx.doi.org/10.1107/S0021889811043202

V_Sim visualise des structures atomiques telles que cristaux, joints de grain, molécules, etc. (au format binaire ou texte pur).

Le rendu est réalisé en pseudo-3D avec des sphères (atomes) ou des flèches (spins). L’utilisateur peut interagir à l’aide de plusieurs fonctions pour choisir la vue, définir les liaisons, dessiner les plans de coupe, calculer les surfaces à partir de champs scalaires, dupliquer des nœuds, mesurer la géométrie… De plus, V_Sim permet d’exporter les vues sous forme d’images PNG, JPG, PDF (bitmap), SVG (schéma) ou d’autres formats. D’autres outils sont aussi disponibles pour colorer les atomes à partir des valeurs de données ou réaliser une animation sur l’écran de plusieurs fichiers de position.

Viewmol peut aider graphiquement à la génération de structures moléculaires pour les calculs et à visualiser les résultats.

Actuellement, Viewmol inclut des filtres d'entrée pour les sorties Discover, DMol3, Gamess, Gaussian 9x/03, Gulp, Mopac, PQS, Turbomole et Vamp de même que pour les fichiers PDB. Les structures peuvent être sauvegardées comme fichiers .car d'Accelrys, fichiers MDL et fichiers de coordonnées Turbomole. Viewmol peut générer des fichiers d'entrée pour Gaussian 9x/03. Le format de fichier viewmol a été ajouté à OpenBabel de telle manière que ce dernier puisse servir aussi bien comme filtre d'entrée que comme filtre de sortie pour les coordonnées.

Ce programme peut créer des modèles tridimensionnels fixes et animés de molécules. Des sorties X11 et PostScript sont disponibles. Les modèles peuvent être tournés, agrandis, etc. Différentes options d'étiquetage, d'ombres, de lumières et de colorations sont disponibles.

XCrySDen est un programme de visualisation de structure cristalline et moléculaire, visant à afficher des isosurfaces et contours, qui peuvent être superposés sur des structures cristallines et de manière interactive, tournés et manipulés. Ce programme peut fonctionner sur la plupart des plateformes Unix, sans besoins matériels spécifiques.

XCrySDen permet l’enregistrement en temps réel de l’affichage. Plusieurs encodeurs vidéo sont pris en charge, en particulier pour les GIF animés, convert (imagemagick), gifsicle ou whirlgif est nécessaire. Pour AVI ou MPEG, mencoder ou ppmtompeg (netpbm) est nécessaire. Pour l’enregistrement de fenêtre, imagemagick ou xwd (x11-apps) doit être installé.

XMakemol est un programme basé sur la souris, écrit en se servant des accessoires graphiques LessTif, pour visualiser et manipuler les systèmes atomiques ou chimiques. Il lit une entrée au format XYZ et affiche les atomes, les liaisons et les liaisons hydrogène.

Fonctions incluses :

 – animation de plusieurs fichiers de vues ;
 – mesure interactive des longueurs de liaison, angles des liaisons et
   torsions ;
 – contrôle des dimensions des atomes et des liaisons ;
 – exportation vers les formats Xpm, Encapsulated PostScript et XYZ ;
 – basculement de l’affichage de groupes d’atomes ;
 – édition des positions de sous-ensembles d’atomes.